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Morphological and phytochemical screening of some Thymus ecotypes (Thymus spp.) native to Iran in order to select elite genotypes: Morphological and phytochemical screening of some Thymus spp. ecotypes
No full textThymus spp. is one of the most important medicinal plants widely used in food, pharmaceutical, and cosmetic industries. In this research, different ecotypes of three Thymus species including T. daenensis, T. kotschyanus and T. lancifolius native to Iran were compared to two commercial cultivars of T. vulgaris (i.e. \u27Varico 3\u27 and \u27Deutscher Winter\u27) under identical conditions. Based on the results, there was a remarkable diversity among different ecotypes of Thymus species. The highest plant dry weight was found in T. daenensis (Malayer2), T. kotschyanus (Azerbaijan gharbi), and T. lancifolius (Fars). The highest thymol percentage (>75%) was obtained by T. daenensis. The ecotype of Ilam belonging to T. daenensis gained highest essentialoil percentage (7.83%). In all ecotypes of T. daenensis, thymol was the major constituent in their essential oil. Five chemotypes of citral, carvacrol-thymol, thymol-carvacrol, p-cymene-carvacrol, and geranyl acetate-citral were found in T. kotschyanus ecotypes, while four chemotypes of thymol, α-terpineol-linalool, carvacrol-thymoland thymol- geraniol were identified for T. lancifolius. In addition, in terms of growth, yield, and phytochemical traits, the elite genotypes within ecotypes were selected. Elite ecotypes and genotypes detected during this research could be used in Thymus breeding programs
Preventive measures of crop protection in arable crops – a synthesis with a focus on arthropod conservation
Get PDFNutzarthropoden und deren Förderung sind Teil des Konzeptes des integrierten Pflanzenschutzes. Sie sind von einer Vielzahl pflanzenbaulicher Verfahren betroffen, auch von denen, die eine vorbeugende Wirkung gegenüber Schadorganismen haben. Die Möglichkeiten der Förderung von Arthropoden in Fruchtfolgen, durch Zwischenfrüchte und Untersaaten, Bodenbearbeitungsverfahren, Stickstoffdüngung, Aussaatzeitpunkte sowie Aussaatdichten in den Hauptkulturen des Ackerbaus (Getreide, Winterraps und Mais), wurden anhand einer Literaturrecherche untersucht. Das Vorhandensein von struktureller Diversität auf der Bodenoberfläche sowie eine kleinräumige Verteilung der Anbauflächen und die Störungsintensität durch die Bodenbearbeitung sind wichtige Elemente für die Förderung von Nutzarthropoden. Je höher die Strukturvielfalt auf dem Feld durch Ernterückstände oder Mulch, desto mehr Lebensräume entstehen. Eine kleinräumige Verteilung der Fruchtfolge in der Landschaft ermöglicht es Arthropoden bei Störungen auf benachbarte Flächen auszuweichen. Eine wichtige Ergänzung bilden nützlingsfördernde Maßnahmen. Damit Arthropodengesellschaften in der Agrarlandschaft überleben und die Ökosystemleistung von Nutzarthropoden auch abgerufen werden können, müssen die Bedingungen auf dem Feld entsprechend angepasst werden.Beneficial arthropods and their promotion are part of the concept of integrated pest management (IPM). Numerous agricultural practices effect beneficial arthropods, also those which are applied as preventive plant protection measures. In a literature review we searched for effects of measures, such as crop rotation, cover crops and under sowing, soil cultivation, Nitrogen fertilization, adapted sowing dates and crop densities on the promotion of arthropods or their conservation. Structural diversity as well as the intensity of disturbance by soil cultivation are important elements for the enhancement of beneficial arthropods. Increased structural diversity through management provide hiding places and habitats for arthropods. A small-scale diversified crop rotation in the landscape allows arthropods to migrate to adjacent fields in case of disturbance by cultural measures. In-field measures for biodiversity offer food and hiding places. The conditions in the field need to be adapted to ensure that arthropods can survive in the agricultural landscapes
On-farm herbicide use in winter wheat and winter oilseed rape in Mecklenburg-Vorpommern as influenced by crop rotation
Get PDFAus einem umfangreichen Datensatz landwirtschaftlicher Praxis-Daten wurden feldspezifische Fruchtsequenzen über einen Zeitraum von neun Jahren ausgewertet. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, den kombinierten Einfluss der Fruchtfolgegestaltung und Bodenbearbeitung auf den Herbizid-Einsatz landwirtschaftlicher Betriebe in Mecklenburg-Vorpommern zu prüfen. Weiterhin wird der Zusammenhang zwischen Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Herbizidkosten und dem Ertrag untersucht. Dazu werden dreifeldrige Fruchtsequenzen bezüglich ihrer Anfälligkeit gegenüber Unkräutern in Risikoklassen eingestuft und damit die indirekten Risiken der Vorfrüchte betrachtet.
Winterweizen und Winterraps werden in Mecklenburg-Vorpommern überwiegend in Fruchtsequenzen mit hohem Risiko gegenüber dem Auftreten von Unkräutern und Ungräsern angebaut. Es zeigt sich, je diverser die Fruchtsequenzgestaltung, bei gleichzeitiger Intensivierung der Bodenbearbeitung, desto geringer ist die Intensität der eingesetzten Herbizide sowie der monetäre Aufwand für die Unkrautbekämpfung in beiden Kulturen. In Fruchtsequenzen mit hohem Anteil an Sommerkulturen und unter wendender Bodenbearbeitung wurde signifikant mehr Weizen geerntet.
Fruchtfolge und Bodenbearbeitung sind bedeutende Maßnahmen im integrierten Unkrautmanagement. Die Umsetzung in der Praxis erfordert Unterstützung der Landwirte durch Forschung, Beratungsdienste und Politik.Nine-year data on chemical plant protection measures and field management were examined in winter wheat and winter oilseed rape. We investigated the contribution of crop rotation to the variability of herbicide use of farms in the north German region Mecklenburg-Vorpommern. Our study aimed at answering the question: do diverse crop sequences and intensive tillage practices lead to reduced herbicide use and herbicide costs in arable farming. Furthermore, we analyzed the field-specific relation between crop rotation and yield. We classified crop sequences (triplets of three succeeding crops) according to their susceptibility for weeds (= \u27riskiness\u27).
The crop sequences in our analysis were mostly classified as highly risky for weed infestations in winter wheat and winter oilseed rape. Herbicide use intensities and costs were smaller in more diverse crop sequences. Crop sequences including a high proportion of summer crops decreased herbicide use in winter wheat and winter oilseed rape. Moreover, our results prove that the crop diversification together with ploughing is an effective management measure, which leads to higher yields in winter wheat.
Crop rotation and tillage practices are important methods to control weeds in integrated weed management. More efforts on an advisory, scientific and political level are necessary to inform farmers in more detail about the advantages of crop diversity
Common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) causes severe yield losses in different soybean varieties by reducing the infection potential of Bradyrhizobium japonicum
Get PDFDas ursprünglich aus Nordamerika stammende Ragweed oder Beifuß-Ambrosia (Ambrosia artemisiifolia L. (Asteraceae), íst eine einjährige, krautige Pflanze. Sie hat sich in den letzten Jahrzehnten massiv ausgebreitet und zählt heute in vielen Teilen Mitteleuropas zu den wirtschaftlich wichtigsten Unkrautarten in der Landwirtschaft. Aktuell übliche Bekämpfungsmaßnahmen wie Mähen oder Herbizidapplikationen zeigen auf vielen Standorten nur sehr eingeschränkte Erfolge, sind aus zeitlichen oder wirtschaftlichen Gründen nicht umsetzbar bzw. scheitern daran, dass der Neophyt nicht erkannt wird. Speziell Sojabohnenbestände wurden in den letzten Jahren immer stärker von Ragweed befallen, jedoch gibt es bislang nur wenige Studien zur Ertragswirkung von Ragweed.
Das Ziel des zweijährigen Feld- und einjährigen Glashausversuches, die 2017 und 2018 durchgeführt wurden, war deshalb die Untersuchung der Konkurrenzeffekte von Ragweed auf 1) Wachstum (oberirdisch / unterirdisch), 2) Entwicklung, 3) Infektionspotential der Knöllchenbakterien und 4) Ertrag von zwei verschiedenen Sojabohnensorten.
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten, dass auf den Versuchsflächen mit der höchsten Ragweed-Biomasse der Sojaertrag um 83,7 % sank. Speziell die Anzahl und das Gewicht der Knöllchen (Bradyrhizobium japonicum) auf den Sojawurzeln wurden durch Anwesenheit von Ragweed stark reduziert. Eine Ragweed-Pflanze pro Quadratmeter reichte aus, um die Anzahl der Knöllchen um durchschnittlich 55,8 % zu reduzieren. Da jedoch eine effektive Infektion wesentlich zur Ertragsbildung von Soja beiträgt, führte diese Reduktion an Knöllchenbakterien bzw. deren Gewicht zu einem Ertragsverlust von 18 %.Ambrosia artemisiifolia L. (Asteraceae) known as common ragweed is an annual herbaceous species native to North America which has become one of the economically most important weeds in agricultural areas throughout Middle Europe. Its large ecological amplitude enables the species to establish in several types of environment, but management options to effectively contain its spread are limited due to lack of efficacy, cost and time or lack of awareness. In the last decade especially soybean fields were severely affected by ragweed invasion, but until now information on the yield-decreasing effects of the plant are scarce for Middle Europe.
Therefore, the aim of the study, conducted in 2017 and 2018 as a greenhouse and biennial field trial, was an evaluation of the competition effects of ragweed upon 1) growth (aboveground/belowground), 2) infection potential of rhizobia and 3) yield of two different soybean varieties.
Results revealed that on plots with the highest ragweed biomass the yield loss accounted for 83.7% on average. Particularly, the numbers of nodules as well as the mean weight of the nodule, which stand in tight correlation with soybean yield, were significantly reduced by the presence of ragweed. Only one ragweed plant per square metre reduced the number of nodules by 55.8% and consequently led to a decrease in yield of 18%
Autumn crocus (Colchicum autumnale) in mulch layer slightly contaminates forage grass
Get PDFDer Befall von Herbstzeitlosen (Colchicum autumnale L.) ist in extensiv genutzten Grünlandflächen ein großes Problem. Zahlreiche Landwirte befürchten die totale Wertlosigkeit ihrer Aufwüchse, wodurch nicht nur die landwirtschaftliche Verwendung, sondern in der Folge auch die aus Naturschutzgründen notwendige Offenhaltung der Landschaft wesentlich eingeschränkt werden könnte. Die momentane Empfehlung zur Reduktion der Herbstzeitlosen ist ein frühes Mulchen bzw. ein früher Schnitt mit Abfuhr Anfang-Mitte Mai, wenn die Herbstzeitlose (HZL) bereits ihre Kapsel geschoben hat und mehr als zwei Pflanzen pro m² im Pflanzenbestand vorzufinden sind. Es stellt sich die Frage, ob das Colchizin einer sich zersetzenden, Herbstzeitlosen-haltigen Mulchschicht an die darunter wachsenden Pflanzen weitergegeben wird und so das Futter im Folgeaufwuchs kontaminiert. Daher wurde in einem Freilandversuch Pflanzenmaterial des Folgeaufwuchses auf Colchizingehalt getestet, das 8 Wochen vorher durch eine Mulchschicht, die entweder keine, 2 oder 10 Herbstzeitlose-Pflanzen/m² enthielt, bedeckt gewesen war. Zusätzlich wurden zwei verschiedene Mulchzeitpunkte zur Variation des Pflanzenwuchsstadiums simuliert (Ende April – nur HZL-Blätter, Ende Mai – HZL-Blätter und junge Kapsel). Die Ergebnisse der Analyse zeigen eine sehr leichte Kontamination des Folgeaufwuchses durch eine vorherige Bedeckung und Zersetzung einer Herbstzeitlosen-haltigen Mulchschicht in Abhängigkeit des Wuchsstadium sowie der Dichte an Herbstzeitlosen. Der höchste Colchizingehalt wurden im Folgeaufwuchs der Variante 10 Pflanzen /m² und Mulchzeitpunkt Ende Mai detektiert. Dieser lag mit 0,06 mg/kg TM jedoch dicht an der Bestimmungsgrenze von 0,01 mg/kg. Eine Verfütterung des Materials (frisch oder Heu) scheint daher unbedenklich. Tiere (z. B. Rinder oder Pferde mit 500 kg Körpergewicht) müssten schon unrealistisch hohe Mengen (10 t TM/d) fressen, um die tödliche Dosis von Colchizin zu erreichen. Schlussfolgernd kann die Regulation der Herbstzeitlosen auch weiterhin mittels Mulchen durchgeführt werden.Colchicum autumnale L. (Autumn crocus) is a plant with high toxicity because of its alkaloid colchicine content. In South Germany particularly, C. autumnale is widely distributed in extensively managed grassland. Farmers fear the loss of their grassland forage because hay from meadows containing C. autumnale cannot be fed to livestock. Control of C. autumnale is suggested when two plants per m² occur in the sward. Common control practice is mulching of the meadow at the beginning of May when C. autumnale plants have developed their capsules. However, it is not known if there is a contamination of the grassland plants which grow under the mulch layer due to the decaying plant material of C. autumnale. A field experiment took place where forage plants were tested for colchicine content after being exposed to a mulch layer 8 weeks before which contained different amounts of C. autumnale (0, 2, 10 plants/m²). Additionally, two dates for mulching were tested simulating different growth stages of C. autumnale (end of April -– only leaves, end of May – leaves and young capsules). Results of colchicine content show a slight contamination of the forage grass after being exposed to a mulch layer containing C. autumnale. Highest colchicine content was detected in the treatment with 10 plants/m² where mulching had taken place end of May at the growth stage ”leaves and young capsules”. However, highest colchicine content was 0.06 mg/kg DM close to the limit of quantification for colchicine (0.01 mg/kg). Therefore, using this plant material as forage seems to be non-hazardous. Animals (cattle or horses with e.g. 500 kg) would need to feed unrealistic high amounts (10 t DM/d) of this forage to reach the deadly dose of colchicine. In conclusion, the common practice to control C. autumnale by mulching can be retained
Know your enemy: Are biochemical substances the secret weapon of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) in the fierce competition with crops and native weeds?
Get PDFEntsprechend der „Novel Weapon“-Hypothese, kann der Invasionserfolg von nicht-heimischen Arten wie Ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) auf einen Verlust von natürlichen Konkurrenten zurückzuführen sein. Grund für diesen Verlust sind chemische Verbindungen, die die gebietsfremde Art erzeugt und die heimische Arten aufgrund fehlender Koevolution negativ beeinträchtigen. Studien haben gezeigt, dass die Gattung Ambrosia unterschiedliche organische Verbindungen produziert, von denen sehr viele ein breites Spektrum an biologischer Aktivität zeigen, weshalb diese chemischen Verbindungen ein wichtiger Grund für den Invasionserfolg und die Konkurrenzkraft der Pflanze sein können. Um 1) das chemische Profil der oberirdischen Biomasse offenzulegen, wurden vier verschiedene Extrakte (wässriger Extrakt, Hexan-Extrakt, Methanol-Extrakt und ätherisches Öl) hergestellt und auf ihre Inhaltsstoffe analysiert. Im nächsten Schritt wurde ein Laborexperiment durchgeführt, dass Aufschluss darüber geben sollte 2) welche Effekte unterschiedliche Konzentrationen dieser Extrakte auf Keimung und Jungpflanzenentwicklung von drei verschiedenen Kulturpflanzen (Sojabohne, Weizen und Raps), drei heimischen Unkrautarten (Chenopodium album, Senecio vulgaris und Arabidopsis thaliana) sowie auf Ragweed selbst, haben. Die Ergebnisse zeigten, eine deutliche Beeinträchtigung von Keimung und Entwicklung aller getesteten Pflanzenarten. Obwohl keiner der Extrakte eine direkte Wirkung auf die Keimfähigkeit der Kulturpflanzen hatte, konnte eine deutliche Wachstumsreduktion von Wurzel und Spross bei allen Nutzpflanzen festgestellt werden. Im Gegensatz dazu, konnte man bei den heimischen Unkrautarten und Ragweed selbst eine deutlich verminderte Keimfähigkeit sowie Wachstumshemmung speziell bei der Behandlung mit ätherischem Öl und dem wässrigen Extrakt beobachten.Following the “novel weapon hypothesis”, the invasiveness of non-native species like common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) can result from a loss of natural competitors due to the production of chemical compounds by the non-native species that unfavorably affect native communities. In this case, native plants may not be able to tolerate compounds released by a non-native plant that has not co-evolved in the same environment. Particularly the genus Ambrosia produces several types of organic compounds, which have a broad spectrum of biological activities and which could be major drivers in the successful invasion and competition process of common ragweed. To 1) asses the chemical profile of the aboveground biomass of common ragweed four different extracts (H2O, hexane extract, methanol extract and essential oil) were prepared and analysed for their content substances. In the next step a laboratory experiment was implemented to 2) determine the effects of different concentrations of these substances on germination and seedling development of three different crops (soybean, wheat, and rapeseed), native weedy species (Chenopodium album, Senecio vulgaris and Arabidopsis thaliana) and on common ragweed itself. Results showed that germination as well as seedling development was significantly influenced by the chemical compounds in the extracts. Even though the extracts did not affect the germination capacity of crops, severe reduction in root and shoot growth were observed with all three tested crops. The highest inhibitory effect on germination of native weedy species as well as common ragweed was observed with essential oil and the aqueous extract
Assistance system for the site-specific use of herbicides
Get PDFDie teilflächenspezifische Applikation von Herbiziden zur Unkrautbekämpfung ist ein Ansatz, mit dem eine Reduktion und Spezifikation angewendeter Pflanzenschutzmittel und somit eine umweltschonendere und nachhaltigere Agrarproduktion möglich wird. Im Rahmen des BLE-Projektes "Entwicklung und Praxistest eines Direkteinspeisungssystems ohne Verzögerungszeiten zur Teilflächenapplikation von Pflanzenschutzmitteln" konnte erstmals eine technisch ausgereifte Direkteinspeisungsfeldspritze genutzt werden, mit dieser die bislang bekannten Probleme der Direkteinspeisung gelöst wurden. Um mit dieser Technik jedoch eine tatsächliche Teilflächenapplikation unter Praxisbedingungen umzusetzen, bedarf es der zusätzlichen Entwicklung einer Systemumgebung, welche eine Vielzahl von satelliten-, sensor- und geodatengestützten Informationen über Schnittstellen integrieren kann und mit dessen Hilfe Teilflächen innerhalb der gesamten Applikationsfläche für unterschiedliche Applikationsmaßnahmen identifiziert und näher charakterisiert werden können. Zielsetzung ist die Entwicklung eines Assistenzsystems basierend auf der Direkteinspeisung zur orts- und zeitabhängigen teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln. Erste Ergebnisse zeigen eine wirtschaftliche Kosteneinsparung und eine umweltschonendere Herbizideinsatz durch teilflächenspezifische Applikation.The site-specific application of herbicides for weed control is an approach that enables the reduction and specification of pesticides and thus a more environmentally friendly and sustainable agricultural production. Within the scope of the BLE project "Development and practical test of a direct feed system without delay times for partial area application of crop protection agents", a technically mature direct feed field sprayer could be used for the first time, which solved the previously known problems of direct injection. However, in order to implement an actual partial area application under practical conditions with this technology, it is necessary to additionally develop a system environment which can integrate a large number of satellite-, sensor- and geodata-supported information via interfaces and with the help of which partial areas within the entire application area can be identified and characterised in more detail for different application measures. The aim is to develop an assistance system based on direct feeding for the location- and time-dependent sub-area-specific application of pesticides